电阻焊近来发展
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作者:ryweld
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发布时间: 2017-08-09
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近年来随着汽车车辆、航空航天、建筑、运输以及轻工家电等工业的飞速发展，相应的工业产品在其材料、结构及应用领域上不断更新和发展，对产品的加工质量要求不断提高，作为这些工业产品制造中的一种广泛使用的材料加工工艺——电阻焊也受到了很大的挑战。
由于镀锌钢板在其点焊焊接性上存在一定的难点，这些年来各国焊接工作者就镀锌钢板的焊接性方面围绕着焊接工艺规范、焊接过程的数值模拟、电极寿命等问题作了大量的研究工作。 目前，国际上对镀锌钢板的焊接工艺研究基本成熟，进一步研究的热点主要集中在如何提高镀锌钢板点焊电极寿命，例如采用弥散强化铜合金或通过对电极的低温处理等措施提高电极的使用寿命。 电阻焊质量监控方法研究 由于电阻焊工艺运用的广泛性、重要性和具有代表性，保证焊接质量已成为电阻焊研究的主要目标，点焊质量控制始终是国内外焊接界学者致力研究的重要课题之一。例如：日本焊接协会专门成立了点焊质量监控及检测研究小组，美国也为解决汽车工业中的电阻点焊开展了2mm研究工程。目前，焊接工艺控制工程师面临的一个主要问题是探索出一种可靠、低成本、非破坏性的技术，用以区分焊点的质量和实时预测焊点强度。 近年来，电阻焊的质量监控方面的研究一直保持上升趋势，而且其手段和方法日趋先进，主要集中在以下几方面 1 点焊焊过程直接变量的实时监控 美国密西根大学的Cho,Y用高速数字摄象机实时监测熔核形成过程，研究电阻点焊熔核形成机理以及它对焊接过程参数的影响。 2 点焊过程间接电参数的实时检测 美国学者Matsuyama,K提出了一种基于能量平衡积分形式的新的监控运算法则，该系统通过获取焊接电压、电流和总板厚，计算焊接时的平均温度，从而预测焊点直径和飞溅情况，是一种低成本的点焊实时监控方法； Jou,Min等学者探索了通过改变输出信号的控制参数，保证焊点强度和质量的监控方法，其研究方法是创建一个与焊点质量有关的过程输出与过程输入变量间的关系，且输入参量选择直接影响焊点尺寸和强度的热输入百分比，输出选择电极位移，它能精确反映熔核的生长和变形，这种监控方法在汽车钢板点焊中得到应用。 近年中有不少学者从事了用动态电阻法监控焊点质量的研究，例如美国Fanuc Robotics公司的学者Garza, Frank等通过对动态电阻的预测、分析和分类，并在实际中应用证明这种方法对于检测不良焊点是有效的；中国学者Wang,S.C.等在研究中，动态电阻通过焊接区的温度总量获得，此温度与焊接区工件电阻、工件与电极、工件与工件间的电阻有关，测得的动态电阻曲线可以分为四个阶段：1）随着接触电阻的下降而迅速下降；2）主要取决于工件的体积电阻的增大，动态电阻也相应增加；3）工件体积电阻增大，但接触电阻减小，从而动态电阻也增加；4）由于接触表面的熔核形成使动态电阻变小。试验发现，焊接熔核在第三、第四阶段形成；美国密西根大学的Cho,Y采用通过测量初级回路的瞬时电流和电压，用回归分析确定这些因素与焊接质量间的关系，克服了传统的测二次回路动态电阻方法在实时监测中存在的问题。 3 点焊焊过程间接力参数的实时监控 华沙大学的Senkara,J建立了点焊接头的飞溅预测模型，此模型是基于焊接中的力学和冶金过程的互相作用考虑的。用模型计算出点焊时的电极力和液态熔核力，当后者大于前者时发生飞溅，并对该模型进行了实验验证，效果很好，该模型可以用来指导电极压力的选择；美国学者Tang,H研究了焊机的机械特性对电阻点焊工艺及焊点质量的影响，研究表面：焊机的刚性和摩擦对焊接过程和焊点质量有较大影响，而运动惯量对焊接过程及焊点质量不产生大的影响；丹麦学者Wu,Pei认为：电阻焊机机械动态反映对焊接质量及电极寿命有很大的影响，因此在焊接生产及模拟时必须考虑，由于焊机机械结构的复杂性，模拟方程中的一些相关系数很难得到，该学者通过试验及MATLAB计算求得了这些参数。 4 焊点质量的神经网络预测 美国密西根大学的Cho,Yongjoon等学者，在用动态电阻法评估点焊质量的系统中，结合Hopfield神经网络理论对焊点质量进行预测，其结果与实焊试样得到的拉剪强度有很好的一致性；Podrzaj, Primoz等学者采用LVQ(A linear vector quantization)神经网络方法检测不同材料的点焊飞溅，结果表明：电极力信号是飞溅产生的最重要的标志。
